Question

4．t℃時，將2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H＜0，10分鐘時反應(yīng)達到化學(xué)平衡，此時測得反應(yīng)物O₂還剩余0.8mol，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從反應(yīng)開始到達化學(xué)平衡，生成SO₃的平均反應(yīng)速率為0.02mol/（L•min）；平衡時SO₂的體積分數(shù)為57.1%．
（2）平衡后移走1molSO₂和0.5molO₂，則達到新平衡時SO₃的物質(zhì)的量濃度是小于0.05mol/L
（3）反應(yīng)達到化學(xué)平衡后，以下操作將引起平衡向正反方向移動并能提高SO₂轉(zhuǎn)化率的是AB（填標號）．
A．向容器中通入少量O₂       B．向容器中通入少量SO₂
C．降低溫度                  D．使用催化劑
E．向容器中通入少量氦氣（已知：氦氣和SO₂、O₂、SO₃都不發(fā)生反應(yīng)）
（4）t₂℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡時，混合氣體體積減少了20%．SO₂的轉(zhuǎn)化率為80%．

Answer 1

分析 2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，則SO₂和O₂起始濃度分別為1mol/L和0.5mol/L，達到化學(xué)平衡時O₂還剩余0.8mol，濃度為0.4mol/L，
利用三段式分析：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始（mol/L）  1        0.5       0   
轉(zhuǎn)化（mol/L）  0.2      0.1      0.2                   
平衡（mol/L）  0.8      0.4      0.2                            
平衡常數(shù)K=$\frac{0．{2}^{2}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.156，
（1）根據(jù)平均反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計算出反應(yīng)速率；根據(jù)平衡時SO₂的體積分數(shù)=$\frac{二氧化硫的濃度}{平衡總濃度}$×100%計算；
（2）平衡后移走1molSO₂和0.5molO₂，則起始濃度分別為0.5mol/L和0.25mol/L，根據(jù)壓強對平衡的影響判斷出平衡時SO₃的物質(zhì)的量濃度；
（3）A．向容器中通入少量O₂，增加一種反應(yīng)物濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，同時平衡向正反應(yīng)方向移動；
     B．向容器中通入少量SO₂，平衡向正反應(yīng)方向移動，但自身的轉(zhuǎn)化率下降；
     C．降低溫度，平衡向放熱方向移動；
     D．使用催化劑，平衡不移動；
      E．恒溫恒容密閉容器中，向容器中通入少量氦氣，平衡不移動；
（4）依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積減少為反應(yīng)氧氣的量分析計算．

解答 解：2molSO₂和1molO₂通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，則SO₂和O₂起始濃度分別為1mol/L和0.5mol/L，達到化學(xué)平衡時O₂還剩余0.8mol，濃度為0.4mol/L，
利用三段式分析：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始（mol/L）  1        0.5       0   
轉(zhuǎn)化（mol/L）  0.2      0.1      0.2                   
平衡（mol/L）  0.8      0.4      0.2                            
平衡常數(shù)K=$\frac{0．{2}^{2}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.156，
（1）平均反應(yīng)速率v（SO₃）=$\frac{0.2mol/L}{10min}$=0.02mol/（L•min），SO₂的體積分數(shù)=$\frac{0.8}{0.8+0.4+0.2}$×100%=57.1%，
故答案為：0.02mol/（L•min）；57.1%；
（2）根據(jù)上面的分析可知，平衡時SO₃的濃度為$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，平衡后移走1molSO₂和0.5molO₂，則起始濃度分別為0.5mol/L和0.25mol/L，為原來的一半，容器的體積不變，相當于對原平衡減壓，則平衡逆向移動，所以SO₃的濃度小于原來 的一半，即小于0.05mol/L，
故答案為：小于0.05mol/L；
（3）A．向容器中通入少量O₂，可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，同時平衡向正反應(yīng)方向移動，故A正確；
     B．向容器中通入少量SO₂，平衡向正反應(yīng)方向移動，但自身的轉(zhuǎn)化率下降，故B錯誤；
     C．降低溫度，平衡向放熱方向移動，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以降低溫度平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
     D．使用催化劑，平衡不移動，故D錯誤；
      E．恒溫恒容密閉容器中，向容器中通入少量氦氣，平衡不移動，故E錯誤；
故答案為：AB；
（4）t℃時，若將物質(zhì)的量之比n（SO₂）：n（O₂）=1：1的混合氣體通入一個恒溫恒壓的密閉容器中，設(shè)二氧化硫和氧氣物質(zhì)的量為1mol，反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，混合氣體體積減少了20%，則反應(yīng)的氧氣體積為2×20%=40%，則反應(yīng)的二氧化硫為80%，即轉(zhuǎn)化率為80%，
故答案為：80%．

點評 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡的判斷和化學(xué)平衡的移動以及熱化學(xué)知識，題目難度較大，要求學(xué)生掌握判斷平衡狀態(tài)的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力．